Новости партнеров

Ученые зарегистрировали динамический эффект Казимира

СКВИД под электронным микроскопом. Фото авторов исследования

Международная группа физиков заявила, что им впервые удалось зарегистрировать так называемый динамический эффект Казимира. Статья пока еще не принята к публикации в рецензируемый журнал, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

С точки зрения квантовой электродинамики вакуум представляет собой "море" постоянно рождающихся и исчезающих виртуальных частиц. В связи с этим, например, возникает статический эффект Казимира - между двумя проводящими незаряженными пластинами, расположенными достаточно близко, возникает притяжение. Оно обусловлено тем, что близкое расположение мешает фотонам с некоторыми длинами волн рождаться, поэтому вне промежутка виртуальных частиц оказывается больше, и возникает давление на пластины. Эффект был предсказан Хендриком Казимиром в 1948 году, однако экспериментально подтвержден только в 90-х годах прошлого века.

Динамический эффект Казимира основан на похожей идее - движущаяся неравномерно, то есть с ускорением (благодаря этому эффект Казимира не противоречит теории относительности), с достаточно большой скоростью (в идеале - сравнимой со скоростью света) в пространстве проводящая незаряженная пластина, мешает виртуальным фотонам исчезать, "толкая" некоторые из них вперед. В результате наблюдателю такая пластина будет представляться излучающей фотоны. Вместе с тем практическая реализация куска проводника, движущегося сквозь пространство, представляется затруднительной. Например, самая удачная из предложенных схем (2005 год) потребляет огромное количество энергии, требует постоянного охлаждения почти до абсолютного нуля и производит искомые "развиртуаленные" фотоны со скоростью один в день.

В рамках новой работы исследователи обратились к электромагнитному аналогу движущегося в пространстве проводника. Оказалось, что на флуктуации вакуума аналогичным образом (в математическом смысле обе системы просто описывают некие одинаковые граничные условия для области вакуума) действует следующая система - два коротких проводника, соединенных СКВИДом.

При помощи этого устройства ученые заставляли колебаться электрическую длину проводников - величину, которая характеризует количество длин волн, которые могут в таком проводнике распространяться. Примечательно, что физическая длина проводников составляла всего около 100 микрометров, а частота колебаний составляла порядка 11 гигагерц. Вся система была охлаждена до нескольких микрокельвинов.

Благодаря такой высокой частоте, система была эквивалента проводнику, движущемуся со скоростью порядка пяти сотых скорости света. В результате исследователям удалось зарегистрировать рождение фотонов с достаточно большой частотой в микроволновом диапазоне.

Наука и техника00:06 8 декабря

Азиатский богатырь

На что способен самый мощный смартфон в мире: Asus ROG Phone II